ALIVIADERO

acerca

&APgina &PCondiciones sobre el uso de AliviaderoAceptarEl programa ALIVIADERO ha sido desarrollado como trabajo de Tesis para optar el ttulo de Ingeniero Agrcola, en la Universidad Nacional Agraria La Molina. Canales es una marca registrada de David C. Condori Quispe.El usuario de Aliviadero puede usar el programa solamente en la institucin beneficiada. Toda copia realizada debe incluir una referencia a los derechos del autor.Cualquier modificacin o uso de partes del presente trabajo no estn permitidas sin la autorizacin escrita del autor. Tal modificacin anularia el buen funcionamiento del programa.No se preve garanta ni seguro alguno sobre el uso y comportamiento del programa. Para cualquier sugerencia que sirva mejorar el presente trabajo dirigirse a la sgte direccin Luis Fumagalli No. 1120 El Agustino - Telfono 327-4178 (Lima Per).Se requiere:Pentium con 32 Mb de RAM (para mayor velocidad de clculo)

Literatura consultada: Obras Hidrulicas de Jess Villaseor Contreras U.S.B.R. Design of small canal structures Hidrulica de canales de Mximo Villn Bejar Diseo hidrulico de Sviatoslav Krochin Manual de Diseo hidrulico de Elmer Garca R.

Hoja5

&APgina &PAliviaderoAliviaderoPor:David Condori QuispeIAIngeniera Agrcola

Datos

&APgina &PAliviadero lateral t. alcantarillaClculoLimpiarImprimirAyudaSalirImportarGuardar DatosYmximo=Ynormal =L=h=Resultados:Datos:Q1YmximoYnormalQ2m/mmmsnmm3/sm3/sQ mximo (Q1)Pendiente (s)Rugosidad (n)Talud (Z)Plantilla (b)Elev.agua del canal (Ec)Q del canal. (Q2)Valor deIngeniera Agrcola UNALM(Cw)Segn la pendiente la velocidad es:QAncho canal descarga (B)mResultados de tirantes:H2H1EcResultados de cotas:H1=H2=Ec=Bvista corte perfilvista corte transversal

Mdulo1........*****************************PROGRAMA SIFCON***********************........PROGRAMA PARA EL DISENO DE SIFONES INVERTIDOS D.C.C.Q 23/05/98........IMPRESION DE BASE DE DATOS DE DISEO N 2 [CARDENAS(3)]........*******************************************************************........nota: Los datos deben ser escritos en forma correlativa descendente........1.CANALES........nota: para los datos: pendiente,base,tirante velocidad y relacion(b/y)........puede escribir solo dos datos conocidos los demas colocar cero:........(pendiente;base)........(pendiente;tirante)........(pendiente;velocidad)........(pendiente;relacion)........(velocidad;relacion)0.1[caudal(Q en m3/s)]0.012[rugosidad de manning (n)]0[talud (z)]0[pendiente (S en m/m)]0.8[base (b en m)]0[tirante del canal(y en m)]0[velocidad del flujo (v en m/s)]0[relacion Base/Tirante(b/y)]........2.ALIVIADERO:3[caudal de maxima avenida(Q1 en m3/s)]2[caudal para el que fue diseado el canal(Q2 en m3/s)]140[caudal que se quiere evacuar(Q3 en m3/s)]1[talud del canal donde se ubicara el aliadero(z)]0[ancho de base del canal donde se ubicara el aliviadero(b en m)]0.014[rugosidad de manning del canal donde se ubicara el aliviadero(n)]0.01[pendiente del canal donde se ubicara el aliviadero(S en m/m)]0.65[coefiente de contraccion del vertedero del aliviadero(entre )]........3.DESARENADOR1[caudal(Q en m3/s)]5[diametro de particula de sedimento(D en mm)]0.249[velocidad de sedimentacion(W en m/s)]0.5[velocidad del flujo en el desarenador(V en m/s)]1[profundidad del agua en el desarenador(h en m)]1.5[factor de seguridad para un desarenador(entre 1.25-2.5)]0.4[espejo de agua en el canal de entrada(T en m)] para el calculo de10[capacidad del tanque de sedimentacion(q en m3)]0[coeficente de CAMP para desarenadores(entre )] dato opcional de (V)[tiempo de sedimentacion(T en s)] dato opcional si no tiene prof (h)........4.TRANSICION ALABEADA Y EN LINEA RECTA2.09[caudal(Q en m3/s)]0[rugosidad del canal de entrada(n)]0[talud del canal de entrada(z)]0[ancho de base del canal de entrada(b en m)0[pendiente del canal de entrada(S en m/m)]0[borde libre del canal de entrada(f en m)0[ancho interno del conducto(L en m)0[angulo de deflexion de primer tramo con una horizontal(alfa1 grados)]0[angulo de deflexion de ultimo tramo con una horizontal(alfa2 grados)]0[nivel del punto donde termina el canal de entrada (msnm)]0[nivel del punto donde comienza el canal de salida (msnm)]........5.TRANSICION RECTA45[espejo de agua del canal de entrada(T en m)]12[lado interno del conducto del sifon(en m)]........6.SIFON CIRCULAR Y RECTANGULAR DISEO HIDRAULICO99.44[nivel de la superficie de agua en estacion A,entrada(Elev.A en m)]98.64[nivel de la superficie de agua en estacion B,salida(Elev.B en m)]1.32[tirante del canal en la estacion A(Tirante en A en m)]0.94[velocidad del canal en la estacion A (Velocidad en A en m)]3[caudal del sifon(Qd en m3/s)]1.7[velocidad de diseo del sifon(Vd en m/s)]0.014[rugosidad del tubo del sifon(n)][coeficiente de perdida de carga en tuberias(C en )]210.4[longitud total del sifon(Lt en m)]1[factor de proporcionalidad de los lados de la seccion rectangular..]8[angulo de deflexion #1 del conducto(alfa1 en grados)]8[angulo de deflexion #2 del conducto(alfa2 en grados)]0.1[separacion de las varillas de la rejilla(en m)] es dato opcional0.25[diametro de la varilla de la rejilla(en pulgadas)]0[angulo de deflexion #3 del conducto(alfa3 en grados)]0[angulo de deflexion #4 del conducto(alfa4 en grados)]0[angulo de deflexion #5 del conducto(alfa5 en grados)]0[angulo de deflexion #6 del conducto(alfa6 en grados)]0[angulo de deflexion #7 del conducto(alfa7 en grados)]0[angulo de deflexion #8 del conducto(alfa8 en grados)]........7.ANALISIS A DUCTO LLENO(SIFON LLENO)100.7[nivel de la superficie de agua estacion de entrada A(Elev.A msnm)]97.2[nivel de la superficie inferior la losa superior del conducto(msnm)]0.2[espesor de la losa del conducto(e en m)]1.25[Ancho interno de la seccin del sifn en m]1.25[Alto interno de la seccin del sifn en m]........8.ANALISIS A DUCTO VACIO(SIFON VACIO)1.8[peso especifico del material de relleno(p.e en kg/m3)]33[angulo de friccion interna del material de relleno(fi en grados)]0.6[coeficiente de friccion concreto y material de relleno(mu en grados)]0.5[espesor de la losa del conducto(e en m)]1.35[Ancho interno del conducto del sifon(en m)]1.35[Alto interno del conducto del sifon(en m)]2[altura de tierra sobre la losa superior del conducto(h en m)]10[capacidad portante del suelo de cimentacion(c.p en kg/m2)]1[carga viva sobre el sifon(kg)........9.CALCULO DE REFUERZO POR EL METODO FLEXION Y ROTURA175[calidad del concreto(f'c en kg/cm2)]35[peralte efectivo de la losa del conducto(d en m)]40[peralte total de la losa del conducto(h en m)]13.31[fuerza cortante maxima del conducto(en kg)]1.6[longitud efectiva de las losas del conducto(L en m)]5[momento en el extremo de la losa superior del conducto(en kg-m)]2.79[momento en el centro de la losa superior del conducto(en kg-m)]8.6[momento en el extremo de la losa inferior del conducto(en kg-m)]1.67[momento en el centro de la losa inferior del conducto(en kg-m)]9.676[momento en el centro de la pared vertical del conducto(en kg-m)]........10.ANALISIS Y DISEO DEL ANCLAJE(ANCLAJE)10[caudal(Q en m3/s)]5[altura hidrostatica del punto donde ocurre deflexion maxima(H en m)]55[angulo de deflexion maxima del conducto(alfa max en grados)]0.5[Espesor de la losa(e en m)]1.35[Ancho interno de la seccin del sifn(A en m)]1.35[Alto interno de la seccin del sifn(A en m)]33[angulo de friccion interna del material de relleno(fi en grados)]0.6[coeficiente de friccion de concreto y material de relleno(mu grados)]10000[capacidad portante del suelo de cimentacion(c.p en kg/m2)]0.5[altura del anclaje(t en m)]tentativo para el anal. al deslizamiento1800[peso especifico del material de relleno(p.e en kg/m3)]2[altura de tierra sobre la losa superior del conducto(h en m)]........11.DISEO ESTRUCTURAL DE LA TRANSICION30[espesor de la pared del canal(Epa en cm)]20[espesor de piso de canal(Epi en cm)]5[espesor de recubrimiento de la losa(r en cm.)]1.8[peso especfico del concreto(Pec en tn/m3)]2.4[peso especfico de la tierra de relleno(Pet en tn/m3)]10[espesor de la pared del canal(Epa en cm) DEFINITIVO]10[espesor de piso de canal(Epi en cm)DEFINITIVO]........TRAMOS: PARA DATOS DE Z1.0100.9910.8520.7730.6340.4850.3460.270.12809010........TRAMOS: PARA DATOS DE HTRAMOS: PARA DATOS DE b1.701.101.711.1211.721.1421.7131.1631.7241.1841.7351.251.7461.2261.7671.2471.7881.2681.891.2891.82101.310........

Hoja1 (3)DISEO DE UN ALIVIADEROCALCULO DE TIRANTESDatos:Qmx=0m3/sb=1m.b del canal de descarga=1.2mQ de canal=2m3/sz=0Elev.agua en canal=1140msnmn=0.014Q a evacuar=-2m3/sS=0.01m/m3.527Ymx=1.1340 mRedondeando decimales:0.00 mYn=0.6501 m0.00 m0.0 mCALCULO DE h3/19/991h=(1.13-0.65)=7:38 AMVALOR DE COEFICIENTE DE VERTEDROm=0.65CALCULO DE LA LONGITUD DEL ALIVIADEROL=0L=0.0 mCALCULO DE H2H2>1.5(yc)Yc=(q^2/g)^(1/3)q=Qevac/bYc=0.6566634297H2>0.9849951445Adoptaremos: H2=1.0CALCULO DE H1H1=H2-Yc/2H1=0.67VERIFICAMOS PENDIENTES mnimo es=0.05S calculado=H2-H1/LS calculado=0S= 0.0 %>50CALCULO DE LAS COTAS DE H1 Y H2Ec=0.00 msnmCOTA DE H1=0.00 msnmmsnmCOTA DE H2=0.00 msnmmsnm

Hoja4Cuadro N:ALIVIADEROPROYECTO:FECHA :TRAMO:F'c CONCRETO:CAUDAL Q1(m3/s)4PENDIENTE (s)0.014CAUDAL DEL CANAL (m3/s)2RUGOSIDAD (n)0.01ELEV.AGUA CANAL(msnm)1140VALOR DE COEFICIENTE VERTEDER0.65BASE DE CANAL ENTRADA1BASE CANAL DE DESCARGA(m)1TALUD (Z)0LONGITUD DE ALIVIADERO (m)0TIRANTE NORMAL(Yn)0.000ALTURA ENCIMA DE LA CRESTA(h)0.000TIRANTE MAXIMO (Ymx)0.00

PreliminarSalirOtro diseoImprimir luegoImprimirD. adicionalesDatosResultadosLhYmYn

resultadosAyuda de AliviaderoIndice1. EL SUBPROGRAMAEl subprograma ALIVIADERO tiene como objetivo servir como auxiliar en eldiseo de aliviaderos laterales. Para su diseo se ha utilizamo el "Mtodo deWeisbach", cuya frmula es la siguiente:donde:Q = caudal que fluye a travs del aliviadero, en m3/sL = longitud del aliviadero, en m.h = espesor de la lmina de agua que fluye al final delaliviadero, en m.m = coeficiente de contraccin vara entre 0,49 a 0,79g = 9,81 m/s2, aceleracin de la gravedad.2. INFORMACION SOBRE LOS DATOS (variables del Subprograma)Las variables que intervienen en el subprograma son:Q mx (Q1) = Es el caudal mximo que puede presentarse duranteuna avenida.Q del canal(Q2) = Es el caudal para el cual fue diseado el canal.Q a evacuar(Q3) = Es el caudal que se quiere evacuar por el aliviadero.Variables que pertenecen al canal donde se ubica el aliviadero lateral:Plantilla (b) = Es el ancho de la base del canalTalud (z) = Es el talud a las paredes laterales del canalRugosidad (n) = Es el coeficiente de rugosidad de manning para el canalPendiente (s) = Es la pendiente del canalValor de m = Es el coeficiente de contraccin del aliviadero.Y mx = Tirante durante la mxima avenidaYn = Tirante cuando el canal lleva su caudal normalYs = Tirante que tiene el canal despus de verter el exceso por el aliviaderoL = Longitud del vertedero del aliviaderoQ1-Q3 = Caudal despues de verter el exceso de agua por el aliviadero.3. SOBRE LA FORMA DE INRODUCCION DE DATOSPara introducir algn dato en el lugar donde se encuentra el cursorse teclea el nmero deseado y al final se da "Tab", para pasar alsiguiente campo.Si desea borrar algn dato: coloca el cursor en el lugar deseado yoprime la tecla "delete".Para moverse a travs de la pantalla se utiliza la tecla "tab"Si se da el caso de que hubiera algn error, saldr un mensaje de error,presionar aceptar y volver a coloca el cursor (con un click), en el camporequerido.4. BOTONES DE CONTROL DEL SUBPROGRAMAPara ver los resultados que proporciona el subprograma, puedehacerlo dando un click en el botn calcular.Si faltara algn dato se mostrar un mensaje de error, presioneaceptar e ingrese el dato faltante.Para limpiar la pantalla de datos y resultados, darle un click.Una vez presionado el botn calcular, si desea imprimir losresultados, presionar el botn imprimir.Luego se mostrar el cuadro de resultados con los siguientesbotones:Permite el ingreso de datos adicionales como:nombre del proyecto,tramo de ubicacin de laestructura,fecha, etc.en el cuadro de resultados.Muestra una pantalla preliminar de impresin.Imprime el cuadro de resultados.Guarda la hoja donde se encuentra el cuadro deresultados en un disco, como un archivo de EXCEL.con la finalidad de su impresin posterior.Retorna a la pantalla de ingreso de datos para realizarotro diseo.Permite terminar con la sesin de diseo, y salir a lapantalla de presentacin.Permite mostrar la pantalla de ayuda, para ver informacin sobrelos datos que se requieren, frmulas utilizadas para eldimensionamiento, adems de tablas con datos experimentales.Permite importar datos desde la base de datos hecho en un editorde texto y ubicado en el directorio C:\EXCEL\ARCHIVO\DATOS.XLSEl archivo de la base de datos se llama: DATOS.XLSPermite guardar los datos proporcionados al subprograma en elarchivo de base de datos (EXCEL\ARCHIVO\DATOS.XLS), parapoder importarlo. Esto se ha hecho con la finalidad de evitaringresar repetitivamente los datos a los subprogramas.Permite terminar con la sesin de diseo, y salir a lapantalla de presentacin.5. ALGUNOS VALORES DEL COEFICIENTE DE CONTRACCION DE VERTEDEROS (m)Formam0.49 - 0.51Anchos de cantos rectangulares0.50 - 0.65Anchos de cantos redondeados0.64Afilado con aereacion necesariaEn forma de techo con corona redondeada0.79

&APgina &PRegresarEl Subprograma aliviaderoInformacin sobre los datos (variables del Subprograma)Algunos valores del coefciente de contraccin de vertederos(m)Botones de control del subprogramaSobre la forma de introduccion de datosRegresar al indiceRegresar al indiceRegresar al indiceRegresar al indiceRegresar al indiceCalcularLimpiarImprimirDatos adicionalesPreliminarGuardar resultadosOtro diseoImprimirAyudaGuardar datosImportarSalirSalirVer valores del coeficiente

ayudaVeloc. erosivaCANAL RECTANGULAR DE ENTRADA AL SIFON1.872.20.20.23.90.2Calculos:Qv=Velocidad*(Area)Qv=1,65*(2,20*3,90-1,87*3,90)Qv=2,1m3/s.DimensionamientoPara dimensionar el vertedero (aliviadero) emplearemos la formula de WEIISBACH que da vertederos mucho mascortos que FORCHHEINER (16)Q= (2/3) m (2g)1/2*L*h2/3Qv=2,1m3/s.m=coeficiente de contraccinm=0.65(forma de perfil "U" invertido)g=aceleracin de la gravedadg=9.8m/s2h=0.33m.Q= (2/3) m (2g)1/2*L*h2/3L=6m.6141.53msnm.141.20msnm.H1H1=140.52msnm.H2H2=140.20msnm.Calculo de H2Se estima que (H2>1,5 *tirante crtico) en la rampa ( H2>1,5*Yc)Yc= (q2/g)1/3 (para canal rectangular).......bsi asumimos un ancho en la rampa del canal de descarga de b=1.3m.Obtendremos:q=Q/b=2,1/1,3q=1,62m3/s/mReemplazando valores en (b) tenemos:Yc=(1,622/9,8)1/3Yc=0,64m.H2>1,5*0,64H2>0.96m.Adoptamos:H2=1.0m.Calculo de H1:Se cumpleYc/2+H1=H2H1=H2-Yc/2=1,0-0,64/2H1=0.68m.S=(H2-H1)/6=(1,0-0,68)/6S=0.053% >5 min= 5% OK!SECCION TRANSVERSAL DEL ALIVIADERO (VERTEDERO)1.20.20.21.30.2

&APgina &PDiseo hidrulico del Aliviadero Lateral Descripcin de la estructura Consiste en hacerle una abertura a la pared o talud del canal por el cual se verter los excesos de descargas, evitndose los posibles desbordes que podra causar serios daos.

CRITERIOS DE DISEOEl caudal de diseo del aliviadero ser igual al caudal que circule en el canal encima de su tirante normal hasta el nivel mximo de la caja hidrulica.

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